(57)【要約】【課題】より精密にキャビテーションの破裂エネルギーを制御して、ＵＳダメージの少ない磁気ディスク用ガラス基板を得ること。【解決手段】本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、磁気ディスク用ガラス基板の主表面を研磨する主表面研磨工程後の磁気ディスク用ガラス基板を超音波洗浄する洗浄工程を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、前記洗浄工程において、洗浄槽内での超音波の主周波数の振幅に対する前記主周波数の周辺の周波数の振幅の比に基づいて前記超音波洗浄で用いる超音波振動子のパワー及び／又は周波数を調整することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ディスク用ガラス基板の主表面を研磨する主表面研磨工程後の磁気ディスク用ガラス基板を超音波洗浄する洗浄工程を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、前記洗浄工程において、洗浄槽内での超音波の主周波数の振幅に対する前記主周波数の周辺の周波数の振幅の比に基づいて前記超音波洗浄で用いる超音波振動子のパワー及び／又は周波数を調整することを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項２】
前記比が６％を超えたときに前記超音波振動子のパワー及び／又は周波数を調整することを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記洗浄工程において、前記超音波振動子の出力波形を監視することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスクドライブ装置に搭載される磁気ディスク用ガラス基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ装置）に搭載される磁気記録媒体として磁気ディスクがある。磁気ディスクは、アルミニウム−マグネシウム合金などで構成された金属板上にＮｉＰ膜を被着した基板、ガラス基板、セラミックス基板上に磁性層や保護層を積層したりして作製される。従来では、磁気ディスク用の基板としてアルミニウム合金基板が広く用いられていたが、近年の磁気ディスクの小型化、薄板化、高密度記録化に伴って、アルミニウム合金基板に比べて表面の平坦度や薄板での強度に優れたガラス基板が用いられるようになってきている。
【０００３】
このような磁気ディスク用ガラス基板は、形状加工工程及び第１ラッピング工程（第１研削工程）；端部形状工程（穴部を形成するコアリング工程、端部（外周端部及び内周端部）に面取り面を形成するチャンファリング工程（面取り面形成工程））；端面研磨工程（外周端部及び内周端部）；第２ラッピング工程（第２研削工程）；主表面研磨工程（第１及び第２研磨工程）；化学強化工程などの工程を経て製造される。
【０００４】
上述した工程を経て得られた磁気ディスク用ガラス基板には、基板上に形成する磁性膜の膜はがれなどが起こらないように汚れがない高清浄度な表面であることが要求されている。このため、磁気ディスク用ガラス基板の洗浄においては、超音波洗浄が用いられている（特許文献１）。この超音波洗浄においては、１秒間に何万回というレベルで振動する超音波振動子を、洗浄液を収容した洗浄槽に浸漬させることにより、振動により得られた音圧が洗浄液中に放射される。これにより、洗浄液に沢山の真空の気泡が発生する（キャビテーション）。このキャビテーションが発生するときの洗浄液の動きや、キャビテーションが高い気圧で破裂するときのエネルギー（衝撃）によって、被洗浄物の汚れを取り除くことができる。
【特許文献１】特開平７−３１３９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような超音波洗浄においては、キャビテーションの大きさや破裂の際のエネルギーが洗浄力に影響を及ぼす。すなわち、キャビテーションの破裂エネルギーが大きければ大きいほど洗浄力が大きくなる。しかしながら、キャビテーションの破裂エネルギーを大きくし過ぎると、破裂エネルギーによる磁気ディスク用ガラス基板の損傷（超音波ダメージ（ＵＳダメージ））が発生してしまう。このため、キャビテーションの破裂エネルギーを大きくなり過ぎないように、超音波振動子の出力波形をチェックすることが行われている。また、超音波振動子の振動が不安定になると、上記と同様にキャビテーションの破裂エネルギーが安定せずに、磁気ディスク用ガラス基板にＵＳダメージが生じることがある。このため、超音波振動子の出力波形にノイズが生じたときに、超音波振動子のパワーや周波数を調整している。
【０００６】
近年、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）装置においては、磁気ヘッドと磁気ディスクとの間の距離（フライングハイト）が小さくなってきており、特に、ヒータの熱による膨張でフライングハイトを調整するスライダを備えた垂直記録向け記録ヘッド（ＤＦＨ（dynamic fly hight）を搭載する場合には、フライングハイトがより小さくなる。フライングハイトが小さくなるにつれて、磁気ディスクとしたときの不良を抑えるために、磁気ディスク用ガラス基板の表面粗さをより低くすると共に磁気ディスク用ガラス基板の欠陥も少なくすることが望まれている。
【０００７】
このように、磁気ディスク用ガラス基板の表面粗さがより低くなり、欠陥を少なくするようになると、超音波洗浄において、より精密にキャビテーションの破裂エネルギーを制御して、ＵＳダメージの発生を回避する必要がある。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、より精密にキャビテーションの破裂エネルギーを制御して、ＵＳダメージの少ない磁気ディスク用ガラス基板を得ることができる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、磁気ディスク用ガラス基板の主表面を研磨する主表面研磨工程後の磁気ディスク用ガラス基板を超音波洗浄する洗浄工程を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、前記洗浄工程において、洗浄槽内での超音波の主周波数の振幅に対する前記主周波数の周辺の周波数の振幅の比に基づいて前記超音波洗浄で用いる超音波振動子のパワー及び／又は周波数を調整することを特徴とする。
【００１０】
洗浄槽内（洗浄液中）での超音波の主周波数の振幅に対する主周波数の周辺の周波数の振幅の比（振幅比）と、磁気ディスク用ガラス基板に発生するＵＳダメージとの間に関連性がある。本発明の方法によれば、この関連性に基づいて、超音波洗浄で用いる超音波振動子のパワー及び／又は周波数を調整するので、より精密にキャビテーションの破裂エネルギーを制御して、ＵＳダメージの少ない磁気ディスク用ガラス基板を得ることができる。
【００１１】
本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法においては、前記比が６％を超えたときに前記超音波振動子のパワー及び／又は周波数を調整することが好ましい。
【００１２】
本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法においては、前記洗浄工程で、前記超音波振動子の出力波形を監視することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、磁気ディスク用ガラス基板の主表面を研磨する主表面研磨工程後の磁気ディスク用ガラス基板を超音波洗浄する洗浄工程において、洗浄槽内での超音波の主周波数の振幅に対する前記主周波数の周辺の周波数の振幅の比に基づいて前記超音波洗浄で用いる超音波振動子のパワー及び／又は周波数を調整するので、より精密にキャビテーションの破裂エネルギーを制御して、ＵＳダメージの少ない磁気ディスク用ガラス基板を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態においては、磁気ディスク用ガラス基板がガラス基板である場合について説明する。
【００１５】
ここで、磁気ディスク用ガラス基板の材料としては、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ボロシリケートガラス、アルミニウム−マグネシウム合金などを用いることができる。特に、化学強化を施すことができ、また主表面の平坦性及び基板強度において優れた磁気ディスク用ガラス基板を提供することができるという点で、アルミノシリケートガラスを好ましく用いることができる。
【００１６】
磁気ディスク用ガラス基板の製造工程は、素材加工工程及び第１ラッピング工程；端部形状工程（穴部を形成するコアリング工程、端部（外周端部及び／又は内周端部）に面取り面を形成するチャンファリング工程（面取り面形成工程））；端面研磨工程（外周端部及び内周端部）；第２ラッピング工程；主表面研磨工程（第１及び第２研磨工程）；化学強化工程などの工程を含む。本発明の方法においては、これらの工程を経て得られた磁気ディスク用ガラス基板の検査工程において、磁気ディスク用ガラス基板上の欠陥の大きさと数とで決められた複数の判定基準に基づいて磁気ディスク用ガラス基板のＯＫ／ＮＧを判定するので、磁気ディスク用ガラス基板のＯＫ／ＮＧを精度良く判定して製品歩留まりを向上させることができる。
【００１７】
以下に、磁気ディスク用ガラス基板の製造工程の各工程について説明する。
（１）素材加工工程及び第１ラッピング工程
まず、素材加工工程においては、板状ガラスの表面をラッピング（研削）加工してガラス母材とし、このガラス母材を切断してガラスディスクを切り出す。板状ガラスとしては、様々な板状ガラスを用いることができる。この板状ガラスは、例えば、溶融ガラスを材料として、プレス法やフロート法、ダウンドロー法、リドロー法、フュージョン法など、公知の製造方法を用いて製造することができる。これらの方法うち、プレス法を用いれば、板状ガラスを廉価に製造することができる。
【００１８】
第１ラッピング工程においては、板状ガラスの両主表面をラッピング加工し、ディスク状のガラス基材とする。このラッピング加工は、遊星歯車機構を利用した両面ラッピング装置により、アルミナ系遊離砥粒を用いて行うことができる。具体的には、板状ガラスの両面に上下からラップ定盤を押圧させ、遊離砥粒を含む研削液を板状ガラスの主表面上に供給し、これらを相対的に移動させてラッピング加工を行う。このラッピング加工により、平坦な主表面を有するガラス基板を得ることができる。
【００１９】
（２）端部形状工程（穴部を形成するコアリング工程、端部（外周端部及び内周端部）に面取り面を形成するチャンファリング工程（面取り面形成工程））
コアリング工程においては、例えば、円筒状のダイヤモンドドリルを用いて、このガラス基板の中心部に内孔を形成し、円環状のガラス基板とする。チャンファリング工程においては、内周端面及び外周端面をダイヤモンド砥石によって研削し、所定の面取り加工を施す。
【００２０】
（３）第２ラッピング工程
第２ラッピング工程においては、得られたガラス基板の両主表面について、第１ラッピング工程と同様に、第２ラッピング加工を行う。この第２ラッピング工程を行うことにより、前工程である切り出し工程や端面研磨工程において主表面に形成された微細な凹凸形状を予め除去しておくことができ、後続の主表面に対する研磨工程を短時間で完了させることができるようになる。
【００２１】
（４）端面研磨工程
端面研磨工程においては、ガラス基板の外周端面及び内周端面について、ブラシ研磨方法により、鏡面研磨を行う。このとき、研磨砥粒としては、例えば、酸化セリウム砥粒を含むスラリー（遊離砥粒）を用いることができる。この端面研磨工程により、ガラス基板の端面は、ナトリウムやカリウムの析出の発生を防止できる鏡面状態になる。
【００２２】
（５）主表面研磨工程（第１研磨工程）
主表面研磨工程として、まず第１研磨工程を施す。第１研磨工程は、前述のラッピング工程で主表面に残留したキズや歪みの除去を主たる目的とする工程である。この第１研磨工程においては、遊星歯車機構を有する両面研磨装置により、硬質樹脂ポリッシャを用いて、主表面の研磨を行う。研磨剤としては、酸化セリウム砥粒を用いることができる。
【００２３】
（６）主表面研磨工程（最終研磨工程）
次に、最終研磨工程として、第２研磨工程を施す。第２研磨工程は、主表面を鏡面状に仕上げることを目的とする工程である。第２研磨工程においては、遊星歯車機構を有する両面研磨装置により、軟質発泡樹脂ポリッシャを用いて、主表面の鏡面研磨を行う。スラリーとしては、第１研磨工程で用いた酸化セリウム砥粒よりも微細なコロイダルシリカ砥粒（平均粒子径０．５μｍ以下）を用いることがきる。
【００２４】
（７）化学強化工程
化学強化工程においては、前述のラッピング工程及び研磨工程を終えたガラス基板に化学強化を施す。化学強化に用いる化学強化液としては、例えば、硝酸カリウム（６０％）と硝酸ナトリウム（４０％）の混合溶液などを用いることができる。化学強化においては、化学強化液を３００℃〜４００℃に加熱し、洗浄済みのガラス基板を２００℃〜３００℃に予熱し、化学強化溶液中に３時間〜４時間浸漬することによって行う。この浸漬の際には、ガラス基板の表面全体が化学強化されるようにするため、複数のガラス基板が端面で保持されるように、ホルダに収納した状態で行うことが好ましい。
【００２５】
このように、化学強化溶液に浸漬処理することによって、ガラス基板の表層のリチウムイオン及びナトリウムイオンが、化学強化溶液中の相対的にイオン半径の大きなナトリウムイオン及びカリウムイオンにそれぞれ置換され、ガラス基板が強化される。
【００２６】
（８）洗浄工程
洗浄工程においては、図１に示すような超音波洗浄装置を用いて、磁気ディスク用ガラス基板Ｄを超音波洗浄する。図１に示す超音波洗浄装置は、洗浄液２を収容する洗浄槽１と、洗浄液中に浸漬しており、洗浄液中にキャビテーションを発生させる超音波振動子３と、洗浄液中の超音波の周波数を検出する周波数検出器４と、複数の磁気ディスク用ガラス基板Ｄを支持するキャリア５と、超音波振動子３の出力波形を監視する監視装置（ここではオシロスコープ６）とから主に構成されている。
【００２７】
上述したように、超音波振動子の振動が不安定になることに起因して、キャビテーションの破裂エネルギーが安定せずに、磁気ディスク用ガラス基板にＵＳダメージが生じることを防止するために、超音波振動子の出力波形にノイズが生じたかどうかをオシロスコープなどで出力波形を監視することが行われる。しかしながら、オシロスコープで出力波形が正常であっても、すなわちノイズが確認されなくても、磁気ディスク用ガラス基板にＵＳダメージが発生することが確認された。すなわち、超音波振動子の出力波形を監視しているのみでは、ＵＳダメージを確実に防止できないことが分った。
【００２８】
そこで、本発明者らは、このような課題に鑑みて鋭意検討を重ねた結果、洗浄槽内（洗浄液中）での超音波の主周波数の振幅に対する主周波数の周辺の周波数の振幅の比（振幅比）と、磁気ディスク用ガラス基板に発生するＵＳダメージとの間に関連性があることを見出した。図２は、前記振幅比とＵＳダメージとの間の関係を示す特性図である。図２において、振幅比とは、超音波の主周波数の振幅Ａ１に対する主周波数の周辺の周波数（ここでは、振幅のピークを持つ主周波数に最も近い周波数）の振幅Ａ２の比をいう。
【００２９】
図２に示すように、主周波数が２８ｋＨｚ、４０ｋＨｚ、１００ｋＨｚのいずれの場合においても、上記振幅比が大きくなるにしたがって、すなわち、主周波数の周辺の周波数におけるピークは、ノイズの存在を意味するので、ノイズが大きくなるにしたがって、磁気ディスク用ガラス基板のＵＳダメージ数が多くなっている。具体的には、上記振幅比が０％に近い場合は、ＵＳダメージがほとんどない状態である。これは、図２における振幅−周波数（Ａ−ｆ）特性図（左の図）でみると、主周波数のピークのみが現れており、ノイズがない状態である。また、上記振幅比が５％に近い場合は、ＵＳダメージがあるが磁気ディスク用ガラス基板の品質に影響のないレベルである。これは、図２における振幅−周波数（Ａ−ｆ）特性図（中央の図）でみると、周辺の周波数のピークが現れているが、その振幅が小さい。これはノイズが小さい状態である。一方、上記振幅比が２５％に近い場合は、ＵＳダメージが非常に多い状態である。これは、図２における振幅−周波数（Ａ−ｆ）特性図（右の図）でみると、周辺の周波数で比較的大きなピークが現れており、ノイズが大きい状態である。
【００３０】
そこで、本発明者らは、図２に示す関係に基づいて、上記振幅比を監視して、この振幅比が所定の閾値を超えたときに、超音波振動子の出力が不安定になったと判断して、超音波振動子のパワー及び／又は周波数を調整することにより、磁気ディスク用ガラス基板のＵＳダメージの発生を防止できることを見出し本発明をするに至った。
【００３１】
すなわち、本発明の骨子は、磁気ディスク用ガラス基板の主表面を研磨する主表面研磨工程後の磁気ディスク用ガラス基板を超音波洗浄する洗浄工程において、洗浄槽内での超音波の主周波数の振幅に対する前記主周波数の周辺の周波数の振幅の比に基づいて前記超音波洗浄で用いる超音波振動子のパワー及び／又は周波数を調整することにより、より精密にキャビテーションの破裂エネルギーを制御して、ＵＳダメージの少ない磁気ディスク用ガラス基板を得ることである。
【００３２】
この場合において、振幅比が６％を超えたときに超音波振動子のパワー及び／又は周波数を調整することが好ましい。また、洗浄工程において、図１に示す監視手段であるオシロスコープ６で超音波振動子の出力波形を監視しても良い。この場合においては、振幅比が所定の値を超えると、図３（ｂ）に示すように、出力波形にノイズが検出される。したがって、オシロスコープ６でも、ノイズの発生を監視しておき、この情報も加えて超音波振動子のパワー及び／又は周波数を調整するようにしても良い。なお、図３（ａ）に示す波形は、正常な出力波形である。
【００３３】
このように、本発明によれば、磁気ディスク用ガラス基板の主表面を研磨する主表面研磨工程後の磁気ディスク用ガラス基板を超音波洗浄する洗浄工程において、洗浄槽内での超音波の主周波数の振幅に対する前記主周波数の周辺の周波数の振幅の比に基づいて前記超音波洗浄で用いる超音波振動子のパワー及び／又は周波数を調整するので、より精密にキャビテーションの破裂エネルギーを制御して、ＵＳダメージの少ない磁気ディスク用ガラス基板を得ることができる。
【００３４】
次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。
（実施例）
まず、溶融させたアルミノシリケートガラスを上型、下型、胴型を用いたダイレクトプレスによりディスク形状に成型し、アモルファスの板状ガラス素材（ブランクス）を得た。この時点でブランクスの直径は６６ｍｍであった。次に、このブランクスの両主表面を第１ラッピング加工した後、円筒状のコアドリルを用いて、このガラス基板の中心部に穴部を形成して円環状のガラス基板に加工（コアリング）した。そして端部（外周端部及び内周端部）に面取り面を形成するチャンファリング加工（面取り面形成工程））を施して、直径２．５インチのガラス基板とした。その後、このガラス基板に第２ラッピング加工を行った。
【００３５】
次いで、ガラス基板の外周端部について、ブラシ研磨方法により、鏡面研磨を行った。このとき、研磨砥粒としては、酸化セリウム砥粒を含むスラリー（遊離砥粒）を用いた。そして、鏡面研磨工程を終えたガラス基板を水洗浄した。
【００３６】
次いで、主表面研磨工程として、ガラス基板の両主表面に対して第１研磨工程を施した。第１研磨工程においては、研磨装置として、両面研磨機を使用した。この研磨装置における研磨パッドとしては、ウレタンパッドを用いた。また、研磨剤としては、セリウム研磨剤を用いた。また、研磨条件としては、加工面圧を１３０ｇ／ｃｍ２とし、加工回転数を２２ｒｐｍとした。これにより、ガラス基板の主表面の表面粗さＲａは約１．０ｎｍとなった。
【００３７】
次いで、ガラス基板の両主表面について、主表面を鏡面状に仕上げる第２研磨工程を施した。第２研磨工程においては、研磨装置として、両面研磨機を使用した。この研磨装置における研磨パッドとしては、軟質スウェードパッド（アスカーＣ硬度：５４、圧縮変形量：４７６μｍ、密度：０．５３ｇ／ｃｍ３）を用いた。また、研磨剤としては、平均粒径２０ｎｍのコロイダルシリカ研磨剤を用いた。また、研磨条件としては、加工面圧を６０ｇ／ｃｍ２とし、加工回転数を２０ｒｐｍとした。
【００３８】
この第２研磨工程を終えたガラス基板を、アルカリ溶液に浸漬して、超音波を印加して洗浄し、アルカリ洗浄液を用いてスクラブ洗浄を行い、極微量に希釈した希硫酸及び前記アルカリ洗浄液で洗浄を行った後に、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の蒸気乾燥を行った。
【００３９】
次いで、上述した最終研磨工程を終えたガラス基板に、化学強化を施した。化学強化は、硝酸カリウム（６０％）と硝酸ナトリウム（４０％）を混合した化学強化溶液を用意し、この化学強化溶液を３８０°Ｃに加熱し、その中に洗浄済みのガラス基板を約４時間浸漬することによって行った。そして、この化学強化を終えたガラス基板に対して、酸洗浄、アルカリ洗浄、及び純水洗浄を順次行った。これにより形成された強化応力層の厚さは１００μｍであった。
【００４０】
このようにして得られた磁気ディスク用ガラス基板について、図１に示す超音波洗浄装置を用いて超音波洗浄を行った。なお、超音波洗浄装置において、洗浄槽内での超音波の主周波数の振幅に対する主周波数の周辺の周波数の振幅の比が６％を超えたときに超音波振動子のパワー及び／又は周波数を調整した。そして、バッチ毎に磁気ディスク用ガラス基板の主表面を、光学式欠陥検査装置（Optical Surface Analyzer：ＯＳＡ）を用いて検査したところ、いずれのバッチもＵＳダメージは１個以下であり、問題のないレベルであった。
【００４１】
（比較例）
洗浄工程において、図１に示す超音波洗浄装置で洗浄槽内の周波数を検出する周波数検出装置を用いないこと以外実施例と同様にして、磁気ディスク用ガラス基板を作製して洗浄を行った。すなわち、この超音波洗浄装置においては、オシロスコープにより超音波振動子の出力波形を監視しており、出力波形にノイズが出たときに超音波振動子のパワー及び／又は周波数を調整した。
【００４２】
実施例と同様にして、バッチ毎に磁気ディスク用ガラス基板の主表面を、光学式欠陥検査装置を用いて検査したところ、あるバッチにおいて、ＵＳダメージが３個と多かった。これは、オシロスコープの監視ではノイズが検知されなかったが、洗浄液の温度や磁気ディスク用ガラス基板の処理枚数により超音波振動子の出力が不安定になり、一時的にキャビテーションの破裂エネルギーが大きくなり、ＵＳダメージが多くなったためであると考えられる。
【００４３】
本発明は上記実施の形態に限定されず、適宜変更して実施することができる。上記実施の形態においては、ガラス基板に対して第１研磨加工及び最終研磨加工を行った後に化学強化を行う場合について説明しているが、本発明はこれに限定されず、ガラス基板に対して第１研磨加工を行った後に化学強化を行い、その後に最終研磨加工を行う場合にも同様に適用することができる。また、上記実施の形態における数値、材質、サイズ、処理手順などは一例であり、本発明の効果を発揮する範囲内において種々変更して実施することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造において用いられる超音波洗浄装置を模式的に示す図である。
【図２】洗浄槽内での超音波の主周波数の振幅に対する周辺の周波数の振幅の比と、ＵＳダメージ数との間の関係を示す図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、超音波振動子の出力波形を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  洗浄槽
２  洗浄液
３  超音波振動子
４  周波数検出器
５  キャリア
６  オシロスコープ
Ｄ  磁気ディスク用ガラス基板
【図１】
2010079947.tif 000003
【図２】
2010079947.tif 000004
【図３】
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